Shock experiments on basalt—Ferric sulfate mixes and their possible relevance to the sulfide bleb clusters in large impact melts in shergottites
Shock experiments on basalt—Ferric sulfate mixes and their possible relevance to the sulfide bleb clusters in large impact melts in shergottites
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玄武岩与硫酸铁混合物的冲击实验及其与六角岩中大冲击熔体中硫化物气泡簇的可能相关性
DOI：
10.1111/maps.13770
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发表时间：
2021
影响因子：
2.2
通讯作者：
Park, J.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Rao, M. N.;Nyquist, L. E.;Asimow, P. D.;Ross, D. K.;Sutton, S. R.;See, T. H.;Shih, C. Y.;Garrison, D. H.;Wentworth, S. J.;Park, J.
六角辉石中的大型冲击熔体包含火星风化层成分和硫化物/亚硫酸盐气泡簇，与块状六角辉石相比，局部产生高硫浓度。风化层可能是镁橄榄石熔体中过量硫的来源。为了探讨围岩空隙中捕获的次生硫酸铁的冲击和释放是否是产生钠硫辉石硫泡簇的合理机制，我们对硫酸铁和哥伦比亚河玄武岩的模拟混合物在21和31GPa的峰值压力下进行了冲击恢复实验。 31 GPa 实验回收的产品显示出硫化铁和亚硫酸铁气泡的混合物，类似于在镁橄榄石冲击熔体中发现的富含硫的气泡簇。 21GPa 实验没有产生这样的气泡。 31 GPa 实验中孔隙度的崩溃和局部高应变剪切加热可能产生了高温热点（~2000°C），足以将 Fe3+ 还原为 Fe2+ 并将硫酸盐分解为亚硫酸盐，然后在压力释放过程中同时还原为硫化物。我们的结果表明，在方镁石冲击熔体中富硫气泡簇的冲击产生过程中可能发生了类似的过程。我们的实验中极少量的二氧化碳可能会催化还原过程。我们计划在没有二氧化碳的情况下重复实验。
Large impact‐melt pockets in shergottites contain both Martian regolith components and sulfide/sulfite bleb clusters that yield high sulfur concentrations locally compared to bulk shergottites. The regolith may be the source of excess sulfur in the shergottite melt pockets. To explore whether shock and release of secondary Fe‐sulfates trapped in host rock voids is a plausible mechanism to generate the shergottite sulfur bleb clusters, we carried out shock recovery experiments on an analog mixture of ferric sulfate and Columbia River basalt at peak pressures of 21 and 31 GPa. The recovered products from the 31 GPa experiment show mixtures of Fe‐sulfide and Fe‐sulfite blebs similar to the sulfur‐rich bleb clusters found in shergottite impact melts. The 21 GPa experiment did not yield such blebs. The collapse of porosity and local high‐strain shear heating in the 31 GPa experiment presumably created high‐temperature hotspots (~2000 °C) sufficient to reduce Fe3+to Fe2+and to decompose sulfate to sulfite, followed by concomitant reduction to sulfide during pressure release. Our results suggest that similar processes might have transpired during shock production of sulfur‐rich bleb clusters in shergottite impact melts. It is possible that very small CO presence in our experiments could have catalyzed the reduction process. We plan to repeat the experiments without CO.
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